211service.com
Et 96-antennesystem tester den næste generation af trådløst
Selvom verdens luftfartsselskaber bygger den nyeste trådløse infrastruktur, kendt som 4G LTE, kan et nyt apparat med 96 antenner, der tager form på et Rice University-laboratorium i Texas, hjælpe med at definere den næste generation af trådløs teknologi.
Trådløst vidunder : Et trådløst test-array af 96 antenner på Rice University er den mest avancerede indsats, der hidtil har springet over nutidens 4G-teknologi.
Risriggen, kendt som Argus , repræsenterer det største sådant array, der endnu er bygget, og vil tjene som en testseng for et koncept kendt som Massive MIMO.
MIMO, eller multiple-input, multiple-output, er en trådløs netværksteknik, der sigter mod at overføre data mere effektivt ved at få flere antenner til at arbejde sammen for at udnytte et naturligt fænomen, der opstår, når signaler reflekteres på vej til en modtager. Fænomenet, kendt som multipath, kan forårsage interferens, men MIMO ændrer timingen af datatransmissioner for at øge gennemløbet ved hjælp af de reflekterede signaler.
MIMO bruges allerede til 4G LTE og i den seneste version af Wi-Fi, kaldet 802.11ac; men det involverer typisk kun en håndfuld sende- og modtageantenner. Massive MIMO udvider denne tilgang ved at bruge snesevis eller endda hundredvis af antenner. Det øger kapaciteten yderligere ved effektivt at fokusere signaler på individuelle brugere, hvilket gør det muligt at sende adskillige signaler over samme frekvens på én gang. Faktisk viste en tidligere version af Argos med 64 antenner, at netværkskapaciteten kunne øges med mere end en faktor 10.
Hvis du har flere antenner, kan du betjene flere brugere, siger Lin Zhong, lektor i datalogi ved Rice og projektets medleder. Og arkitekturen gør det nemt at skalere til hundreder eller endda tusindvis af antenner, siger han.
Massiv MIMO kræver mere processorkraft, fordi basestationer dirigerer radiosignaler mere snævert til de telefoner, der er beregnet til at modtage dem. Dette kræver til gengæld ekstra beregning for at kunne udføres. Pointen med Argos-testlejet er at se, hvor meget udbytte der kan opnås i den virkelige verden. Processorer fordelt i hele opsætningen giver den mulighed for at teste forskellige netværkskonfigurationer, herunder hvordan den ville fungere sammen med andre nye klasser af basestationer, kendt som små celler, der betjener små områder.
Massive MIMO er et intellektuelt interessant projekt, siger Jeff Reed, direktør for det trådløse forskningscenter hos Virginia Tech. Du vil gerne vide: Hvor skalerbar er MIMO? Hvor mange antenner kan du drage fordel af? Disse projekter forsøger at løse det.
En alternativ, eller måske komplementær, tilgang til en eventuel 5G-standard ville bruge ekstremt høje frekvenser, omkring 28 gigahertz. Bølgelængder ved denne frekvens er omkring to størrelsesordener mindre end de frekvenser, der bærer cellulær kommunikation i dag, hvilket gør det muligt at pakke flere antenner ind i det samme rum, såsom inden for en smartphone. Men da 28 gigahertz-signaler let blokeres af bygninger, og endda løv og regn, har de længe været set som ubrugelige undtagen i specielle linie-of-sight-applikationer.
Men Samsung og New York University har samarbejdet om at løse dette, også ved at bruge multi-antenne arrays. De sender det samme signal over 64 antenner, deler det op for at fremskynde gennemløbet og ændrer dynamisk, hvilke antenner der bruges og retningen signalet sendes for at komme rundt om miljømæssige blokeringer (se Hvad 5G vil være: Crazy Fast Wireless Testet i New York by).
I mellemtiden er nogle eksperimenter blevet rettet mod at skubbe eksisterende 4G LTE-teknologi yderligere. Teknologien kan i teorien levere 75 megabit i sekundet, selvom den er lavere i virkelige situationer. Men noget forskning tyder på, at det kan gå hurtigere ved at sammenføje datastrømme fra flere trådløse kanaler (se LTE Advanced er klar til at turbolade smartphonedata).
Ny forskning udført på Argos og i andre trådløse laboratorier vil hjælpe med at definere en ny 5G-telefonstandard. Uanset detaljerne, vil det sandsynligvis omfatte mere deling af spektrum, flere små sendere, nye protokoller og nye netværksdesigns. At introducere en helt ny trådløs teknologi er en kæmpe opgave, siger Marzetta.